KR20140087526A - wireless power transmitter and method for controlling thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 전력 송신기 및 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기 상에 배치되는 물질을 센싱할 수 있는 무선 전력 송신기 및 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless power transmitter and method, and more particularly, to a wireless power transmitter and a control method capable of sensing a material disposed on a wireless power transmitter.
휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다. BACKGROUND ART A mobile terminal such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistants) is driven by a rechargeable battery. In order to charge the battery, a separate charging device is used to supply electric energy to the battery of the mobile terminal. Typically, the charging device and the battery are each provided with a separate contact terminal on the outside thereof, thereby electrically connecting the charging device and the battery by making them contact each other.
하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다. However, in such a contact type charging method, since the contact terminal protrudes to the outside, contamination by foreign matter is easy and the battery charging is not properly performed. Also, even if the contact terminals are exposed to moisture, charging is not properly performed.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다. In order to solve these problems, wireless charging or non-contact charging technology has recently been developed and used in many electronic devices.
이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만 하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등으로 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다. This wireless charging technique uses wireless power transmission and reception, for example, a system in which a battery can be automatically charged by simply placing a cellular phone on a charging pad without connecting a separate charging connector. It is generally known to the general public as a wireless electric toothbrush or a wireless electric shaver. Such wireless charging technology can enhance the waterproof function by charging the electronic products wirelessly, and it is advantageous to increase the portability of the electronic devices since the wired charger is not required, and the related technology is expected to greatly develop in the upcoming electric car era .
이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다. Such wireless charging techniques include an electromagnetic induction method using a coil, a resonance method using resonance, and a radio frequency (RF) / microwave radiation (RF) method in which electric energy is converted into a microwave.
현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다. Currently, electromagnetic induction is the main method. However, in recent years, experiments have been successfully conducted to transmit electric power wirelessly from a distance of several tens of meters using microwaves at home and abroad. In the near future, The world seems to be opened.
전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다. The power transmission method by electromagnetic induction is a method of transmitting power between the primary coil and the secondary coil. When a magnet is moved to a coil, an induced current is generated, which generates a magnetic field at the transmitting end and induces a current according to the change of the magnetic field at the receiving end to generate energy. This phenomenon is called magnetic induction phenomenon, and the power transmission method using the phenomenon is excellent in energy transmission efficiency.
공진 방식은, 2005년 MIT의 Soljacic 교수가 Coupled Mode Theory로 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달되는 시스템을 발표했다. MIT팀의 무선 충전시스템은 공명(resonance)이란 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다. In 2005, Professor Soljacic of MIT announced Coupled Mode Theory, a system in which electricity is delivered wirelessly, even at distances of a few meters (m) from the charging device, using resonant power transmission principles. The MIT team's wireless charging system uses resonance (resonance), which uses a physics concept that resonates at the same frequency as a wine bottle next to the tuning fork. Instead of resonating the sound, the researchers resonated electromagnetic waves that contained electrical energy. The resonant electrical energy is transmitted directly only when there is a device with a resonant frequency, and unused portions are not re-absorbed into the air, but are reabsorbed into the electromagnetic field. Therefore, unlike other electromagnetic waves, they will not affect the surrounding machine or body .
한편, 종래의 무선 전력 송신기는, 무선 전력 수신기를 검출하기 위하여 로드 변경을 검출하였다. 예를 들어, 종래의 무선 전력 송신기는 기설정된 로드 검출용 전력을 인가하고, 무선 전력 수신기의 배치에 의한 로드 변경을 검출한다. 다만, 로드 변경 검출을 위하여 지속적으로 로드 검출용 전력 인가에 의하여, 전력 소모가 증대되는 문제점이 발생한다. On the other hand, conventional wireless power transmitters have detected load changes to detect wireless power receivers. For example, a conventional wireless power transmitter applies a predetermined load sensing power and detects a load change due to the placement of the wireless power receiver. However, there is a problem that the power consumption is increased by continuously applying power for load detection in order to detect the load change.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 전력 송신기 상에 배치되는 물질을 센싱하는 센싱 수단을 포함하는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 있다. It is an object of the present invention to provide a wireless power transmitter including a sensing means for sensing a material disposed on a wireless power transmitter and a control method thereof.
상술한 바를 달성하기 위하여 본 발명에 의한, 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 무선 전력 송신기 상의 물체를 센싱하는 단계; 상기 물체가 센싱되면, 상기 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 상이한 전력량을 가지는 이종 검출 전력들을 인가하는 단계; 상기 무선 전력 수신기를 구동시키기 위한 구동 전력을 상기 무선 전력 수신기로 송신하고, 상기 무선 전력 수신기로부터 통신연결을 위한 신호를 수신하는 단계; 상기 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시킬지 판단하는 단계; 상기 무선 전력 수신기에게 통신연결을 위한 응답신호를 전송하는 단계; 및 상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하는 단계;를 포함한다.In order to accomplish the foregoing, a method of controlling a wireless power transmitter for transmitting a charging power to a wireless power receiver according to the present invention includes the steps of: sensing an object on the wireless power transmitter; When the object is sensed, applying different detection powers having different amounts of power for detecting the wireless power receiver; Transmitting driving power for driving the wireless power receiver to the wireless power receiver and receiving a signal for a communication connection from the wireless power receiver; Determining whether to join the wireless power receiver to a wireless power network; Transmitting a response signal for a communication connection to the wireless power receiver; And transmitting charging power to the wireless power receiver.
한편, 본 발명의 다른 측면에 의한 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하는 무선 전력 송신기는, 상기 무선 전력 수신기에 충전 전력을 송신하는 공진부; 상기 무선 전력 송신기 상의 물체를 센싱하는 센싱부; 상기 물체가 센싱되면, 상기 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 상이한 전력량을 가지는 이종 검출 전력들을 인가하도록 상기 공진부를 제어하는 제어부; 상기 무선 전력 수신기를 구동시키기 위한 구동 전력을 상기 무선 전력 수신기로 송신하고, 상기 무선 전력 수신기로부터 통신연결을 위한 신호를 수신하는 통신부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시킬지 판단하고, 상기 무선 전력 수신기에게 통신연결을 위한 응답신호를 전송하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하도록 상기 공진부를 제어한다.Meanwhile, a wireless power transmitter for transmitting a charging power to a wireless power receiver according to another aspect of the present invention includes a resonator for transmitting charging power to the wireless power receiver; A sensing unit sensing an object on the wireless power transmitter; A control unit for controlling the resonant unit to apply different detection powers having different amounts of power for detecting the wireless power receiver when the object is sensed; And a communication unit for transmitting a driving power for driving the wireless power receiver to the wireless power receiver and for receiving a signal for a communication connection from the wireless power receiver, And controls the communication unit to transmit a response signal for the communication connection to the wireless power receiver and controls the resonance unit to transmit the charging power to the wireless power receiver.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 무선 전력 송신기를 구동하는 단계; 상기 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 상이한 전력량을 가지는 제 1 검출 전력 및 제 2 검출 전력을 인가하는 전력 절약 구간으로 돌입하는 단계; 상기 제 1 검출 전력 및 제 2 검출 전력들에 의하여 무선 전력 수신기가 검출되지 않으면, 상기 제 1 검출 전력 및 제 2 검출 전력의 인가를 중단하며 상기 무선 전력 송신기 상의 물체를 센싱하는 전력 미출력 구간으로 돌입하는 단계; 및 상기 물체가 센싱되면, 상기 제 1 검출 전력 및 제 2 검출 전력을 다시 인가하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wireless power transmitter for transmitting a charging power to a wireless power receiver, the method comprising: driving a wireless power transmitter; Entering a power saving period to apply a first detected power and a second detected power having different amounts of power for detecting the wireless power receiver; If the wireless power receiver is not detected by the first detected power and the second detected powers, stopping the application of the first detected power and the second detected power and rushing into a power non-outputting section for sensing an object on the wireless power transmitter ; And when the object is sensed, applying the first detected power and the second detected power again.
본 발명의 다양한 실시 예들에 의하여 무선 전력 송신기 상에 배치되는 물질을 센싱하는 센싱 수단을 포함하는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 본 발명의 실시 예들에 의하여 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 검출 전력이 절약될 수 있는 효과가 창출된다. A wireless power transmitter including a sensing means for sensing a material disposed on a wireless power transmitter according to various embodiments of the present invention and a method of controlling the wireless power transmitter can be provided. Embodiments of the present invention create the effect of saving detection power for detecting a wireless power receiver.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송/수신기의 제어 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명과의 비교를 위한 제 1 비교 예의 무선 전력 수신기 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명과의 비교를 위한 제 2 비교 예의 무선 전력 수신기 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 무선 전력 수신기가 상대적으로 소모전력이 작은 경우에 대한 개념도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 8b는 본 발명의 실시 예에 의한 센싱부 및 전력 송신부에 시간 대별로 인간되는 전력량을 설명하기 위한 그래프이다. 1 is a conceptual diagram for explaining overall operation of a wireless charging system.
2A is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
2B is a block diagram of a wireless power receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method of controlling a wireless power transmitter / receiver according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram for explaining a wireless power receiver detection method according to a first comparative example for comparison with the present invention.
5 is a conceptual diagram for explaining a radio power receiver detection method according to a second comparative example for comparison with the present invention.
6 is a conceptual diagram for explaining a wireless power receiver detection method according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram for a case where the wireless power receiver is relatively low in power consumption.
8A is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8B is a graph for explaining the amount of human energy in time by the sensing unit and the power transmitter according to the embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It is to be noted that the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible. In the following description and drawings, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention unnecessarily obscure.
도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(100) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)를 포함한다. 1 is a conceptual diagram for explaining overall operation of a wireless charging system. As shown in FIG. 1, the wireless charging system includes a
무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 무선으로 각각 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기(100)는 소정의 인증절차를 수행한 인증된 무선 전력 수신기에 대하여서만 무선으로 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다. The
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 전자기파 형태의 무선 전력을 송신할 수 있다. The
한편, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 소정의 프레임으로 구성된 패킷(2-1,2-2,2-n)을 처리하거나 송수신할 수 있다. 상술한 프레임에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 무선 전력 수신기는 특히, 이동통신단말기, PDA, PMP, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다. Meanwhile, the
무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 전력을 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 공진 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,1110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 30m 이하일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(100)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 전력제공장치(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 10cm 이하일 수 있다. The
무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하여 내부에 구비된 배터리의 충전을 수행할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 무선 전력 송신기(100) 제어 정보 등을 무선 전력 송신기(100)에 송신할 수 있다. 상기의 송신 신호의 정보에 관하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. The wireless power receivers 110-1, 110-2, and 110-n may receive wireless power from the
또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 각각의 충전상태를 나타내는 메시지를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다. The wireless power receivers 110-1, 110-2, and 110-n may also send a message to the
무선 전력 송신기(100)는 디스플레이와 같은 표시수단을 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각으로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(100)는 각각의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 함께 표시할 수도 있다. The
무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각에 무선 충전 기능을 디스에이블(disabled)하도록 하는 제어 신호를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 충전 기능의 디스에이블 제어 신호를 수신한 무선 전력 수신기는 무선 충전 기능을 디스에이블할 수 있다. The
도 2a는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.2A is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 전력 송신부(211), 제어부(212), 통신부(213) 및 센싱부(214)를 포함할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신부(253)를 포함할 수 있다. 2A, the
전력 송신부(211)는 무선 전력 송신기(200)가 요구하는 전력을 제공할 수 있으며, 무선으로 무선 전력 수신기(250)에 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 전력 송신부(211)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 형태로 전력을 공급하면서 이를 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 형태로 공급할 수도 있다. 전력 송신부(211)는 내장된 배터리의 형태로 구현될 수도 있으며, 또는 전력 수신 인터페이스의 형태로 구현되어 외부로부터 전력을 수신하여 다른 구성 요소에 공급하는 형태로도 구현될 수 있다. 전력 송신부(211)는 일정한 교류 파형의 전력을 제공할 수 있는 수단이라면 제한이 없다는 것은 당업자가 용이하게 이해할 것이다. The
아울러, 전력 송신부(211)는 교류 파형을 전자기파 형태로 무선 전력 수신기(250)로 제공할 수 있다. 전력 송신부(211)는 추가적으로 루프 코일을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 소정의 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다. 전력 송신부(211)가 루프 코일로 구현되는 경우, 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경가능할 수도 있다. 한편 전력 송신부(211)는 전자기파를 송수신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다. In addition, the
제어부(212)는 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 제어부(212)의 세부 동작과 관련하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. The
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 통신부(253)와 NFC(near field communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 통신부(213)는 IEEE802.15.4 방식의 Zigbee 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 아울러, 통신부(213)는 CSMA/CA 알고리즘을 이용할 수 있다. 통신부(213)가 이용하는 주파수 및 채널 선택에 관한 구성은 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 한편, 상술한 통신 방식은 단순히 예시적인 것이며, 본원 발명은 통신부(213)에서 수행하는 특정 통신 방식에 의하여 그 권리범위가 한정되지 않는다. The
한편, 통신부(213)는 무선 전력 송신기(200)의 정보에 대한 신호를 송신할 수 있다. 여기에서, 통신부(213)는 상기 신호를 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다. 표 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기(200)로부터 송신되는 신호의 데이터 구조이다. 무선 전력 송신기(200)는 하기의 프레임을 가지는 신호를 기설정된 주기마다 송신할 수 있으며, 상기 신호는 이하에서는 Notice 신호로 명명될 수도 있다. On the other hand, the
표 1에서의 frame type은 신호의 타입을 지시하는 필드로, 표 1에서는 해당 신호가 Notice 신호임을 지시한다. protocol version 필드는, 통신 방식의 프로토콜의 종류를 지시하는 필드로, 예를 들어 4bit가 할당될 수 있다. sequence number 필드는, 해당 신호의 순차적인 순서를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. sequence number는, 예를 들어 신호의 송수신 단계에 대응하여 1씩 증가될 수 있다. network ID 필드는, 무선 전력 송신기(200)의 네트워크 식별자(network ID)를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. Rx to Report(schedule mask) 필드는, 무선 전력 송신기(200)로 보고를 수행할 무선 전력 수신기들을 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. 표 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 Rx to Report(schedule mask) 필드이다. The frame type in Table 1 indicates a signal type, and in Table 1 it indicates that the signal is a Notice signal. The protocol version field is a field for indicating the type of protocol of the communication method, for example, 4 bits can be allocated. The sequence number field is a field for indicating a sequential order of the corresponding signal, for example, 1 byte. The sequence number may be incremented by one, for example, in response to a signal transmission / reception step. The network ID field indicates a network ID of the
여기에서, Rx1 내지 Rx8은 무선 전력 수신기 1 내지 8에 대응할 수 있다. Rx to Report(schedule mask) 필드는 스케쥴 마스크의 번호가 1로 표시된 무선 전력 수신기가 보고를 수행하도록 구현될 수 있다. Here, Rx1 to Rx8 may correspond to the radio power receivers 1-8. The Rx to Report (schedule mask) field may be implemented such that a wireless power receiver with a schedule mask number of 1 performs the report.
Reserved 필드는, 향후의 이용을 위하여 예약된 필드로 예를 들어 5Byte가 할당될 수 있다. Number of Rx 필드는, 무선 전력 송신기(200)의 주위의 무선 전력 수신기의 개수를 지시하는 필드로, 예를 들어 3bit가 할당될 수 있다. The Reserved field is a field reserved for future use, and may be allocated, for example, 5 bytes. The Number of Rx field is a field for indicating the number of wireless power receivers around the
한편, 표 1의 프레임 형식의 신호는 IEEE802.15.4 형식의 데이터 구조 중 WPT에 할당되는 형식으로 구현될 수 있다. 표 3은 IEEE802.15.4의 데이터 구조이다. On the other hand, the signal of the frame format shown in Table 1 can be implemented in a format allocated to the WPT among the data structure of IEEE802.15.4 format. Table 3 shows the data structure of IEEE802.15.4.
표 3과 같이, IEEE802.15.4의 데이터 구조는 Preamble, SFD, Frame Length, WPT, CRC16 필드를 포함할 수 있으며, 표 1과 같은 데이터 구조는 WPT 필드에 포함될 수 있다. As shown in Table 3, the data structure of IEEE802.15.4 may include Preamble, SFD, Frame Length, WPT, and CRC16 fields, and the data structure as shown in Table 1 may be included in the WPT field.
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)로부터 전력 정보를 수신할 수 있다. 여기에서 전력 정보는 무선 전력 수신기(250)의 용량, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 충전 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신기(250)의 무선 전력 수신부(251)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다.The
통신부(213)는 무선 전력 수신기(250) 뿐만 아니라, 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 통신부(213)는 다른 무선 전력 송신기로부터 상술한 표 1의 프레임의 Notice 신호를 수신할 수 있다. The
한편, 도 2a에서는 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 상이한 하드웨어로 구성되어 무선 전력 송신기(200)가 아웃-밴드(out-band) 형식으로 통신되는 것과 같이 도시되었지만, 이는 예시적인 것이다. 본 발명은 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 하나의 하드웨어로 구현되어 무선 전력 송신기(200)가 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다. 2A, although the
센싱부(214)는 무선 전력 수신기(250)를 센싱할 수 있다. 센싱부(214)는 예를 들어 무선 전력 수신기(250)의 무게를 측정하여 무선 전력 수신기(250)를 센싱할 수 있다. 무선 전력 수신기(250)는 측정된 무게가 기설정된 값을 초과하면 무선 전력 수신기(250)가 무선 전력 송신기(200) 상에 배치된 것으로 판단할 수 있다. 여기에서, 기설정된 값은 제 1 카테고리의 소형의 무선 전력 수신기(250)의 무게일 수 있다. 즉, 센싱부(214)는 무선 전력 수신기(250)가, 예를 들어 3D-안경과 같은 소형으로 제작된 경우에도 무선 전력 수신기(250)의 무게를 측정할 수 있다. The
또는 센싱부(214)는 무선 전력 수신기(250)에 대한 적외선 센싱, 무선 전력 수신기(250)에 대한 가시광 센싱, 무선 전력 수신기(250)에 대한 촬영 및 무선 전력 수신기(250)에 대한 RF 센싱 중 적어도 하나에 의하여 무선 전력 수신기(250)를 센싱할 수도 있다. 센싱부(214)가 무선 전력 수신기(250)를 센싱하는 구성에는 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 것이다. Or sensing
무선 전력 송신기(200) 및 무선 전력 수신기(250)는 각종 신호를 송수신할 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신기(200)가 주관하는 무선 전력 네트워크로의 무선 전력 수신기(250)의 가입과 무선 전력 송수신을 통한 충전 과정이 수행될 수 있으며, 상술한 과정은 더욱 상세하게 후술하도록 한다. The
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 블록도이다. 2B is a block diagram of a wireless power receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252), 통신부(253), 정류부(254), DC/DC 컨버터부(255), 스위치부(256) 및 충전부(257)를 포함할 수 있다. 2B, the
전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신부(253)에 대한 설명은 여기에서는 생략하도록 한다. 정류부(254)는 전력 수신부(251)에 수신되는 무선 전력을 직류 형태로 정류할 수 있으며, 예를 들어 브리지 다이오드의 형태로 구현될 수 있다. DC/DC 컨버터부(255)는 정류된 전력을 기설정된 이득으로 컨버팅할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터부(255)는 출력단(259)의 전압이 5V가 되도록 정류된 전력을 컨버팅할 수 있다. 한편, DC/DC 컨버터부(255)의 전단(258)에는 인가될 수 있는 전압의 최솟값 및 최댓값이 기설정될 수 있으며, 상술한 정보는 후술할 Request join 신호의 Input Voltage MIN 필드 및 Input Voltage MAX 필드에 기록될 수 있다. 아울러, DC/DC 컨버터부(255)의 후단(259)에 인가되는 정격 전압 값 및 도통되는 정격 전류 값은 Request join 신호의 Typical Output Voltage 필드 및 Typical Output Current 필드에 기재될 수 있다. The description of the
스위치부(256)는 DC/DC 컨버터부(255) 및 충전부(257)를 연결할 수 있다. 스위치부(256)는 제어부(252)의 제어에 따라 온(on)/오프(off) 상태를 유지할 수 있다. 충전부(257)는 스위치부(256)가 온 상태인 경우에 DC/DC 컨버터부(255)로부터 입력되는 컨버팅된 전력을 저장할 수 있다. The
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송/수신기의 제어 방법의 흐름도이다. 3 is a flowchart of a method of controlling a wireless power transmitter / receiver according to an embodiment of the present invention.
무선 전력 송신기는 근린에 위치하는 물체를 센싱할 수 있다(S301). 무선 전력 송신기는 예를 들어 물체의 무게를 측정하여, 임계값과의 비교에 기초하여 물체를 센싱할 수 있다. 무선 전력 송신기는 물체를 센싱하는 구간에서는, 무선 전력 송신기의 동작을 위한 전력 이외의 전력을 추가적으로 인가하지 않는다. The wireless power transmitter can sense an object located in a neighborhood (S301). The wireless power transmitter can measure the weight of an object, for example, and sense the object based on a comparison with a threshold value. The wireless power transmitter does not additionally apply power other than the power for operation of the wireless power transmitter in the section for sensing the object.
물체가 센싱되지 않으면(S303-N), 무선 전력 송신기는 추가적으로 전력을 인가하지 않으면서, 물체의 센싱을 계속 수행한다(S301). 한편, 물체가 센싱되면(S303-Y), 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 검출할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 상이한 전력량을 가지는 이종 검출 전력들을 인가할 수 있다. 이종 검출 전력에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기의 배치에 의한 로드 변경을 검출할 수 있다. 무선 전력 송신기는 로드 변경 수치가 임계치를 초과하면 무선 전력 수신기가 배치된 것으로 판단할 수 있다. 하지만, 상술한 로드 변경은 단순한 실시 예일 뿐이며, 무선 전력 송신기는 전압, 전류, 위상, 온도 등 다양한 판단 기준에 기초하여 근린의 물체를 검출할 수 있다. 상기의 다양한 판단 기준에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. If the object is not sensed (S303-N), the wireless power transmitter continues to sense the object without applying additional power (S301). On the other hand, if the object is sensed (S303-Y), the wireless power transmitter can detect the wireless power receiver. For example, a wireless power transmitter may apply heterogeneous detection powers having different amounts of power to detect a wireless power receiver. The different detection power will be described later in more detail. The wireless power transmitter may detect a load change due to placement of the wireless power receiver. The wireless power transmitter may determine that the wireless power receiver is deployed if the load change value exceeds the threshold. However, the above-described load change is merely an embodiment, and the wireless power transmitter can detect a nearby object based on various criteria such as voltage, current, phase, and temperature. The above various criteria will be described later in more detail.
무선 전력 수신기는 적어도 하나의 채널에서 무선 전력 송신기를 검색하여(S307), 무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 송신기들로 무선 전력 송신기 검색 신호를 송신하고, 이에 대응하여 수신되는 무선 전력 수신기 검색 응답 신호에 기초하여 무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기를 결정할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신기는 무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기와 페어링(paring)을 형성할 수 있다. The wireless power receiver may search for a wireless power transmitter on at least one channel (S307) and determine a wireless power transmitter to receive the wireless power. For example, a wireless power receiver may determine a wireless power transmitter to transmit a wireless power transmitter search signal to at least one wireless power transmitters and correspondingly receive wireless power based on the received wireless power receiver search response signal have. In addition, the wireless power receiver may form a pair with a wireless power transmitter to receive wireless power.
무선 전력 수신기는, 무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기가 관제하는 무선 전력 네트워크에 가입할 수 있다(S309). 예를 들어, 무선 전력 수신기는 가입 요청 신호를 무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기에 송신할 수 있다. 아울러, 무선 전력 수신기는 무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기로부터 가입 응답 신호를 수신할 수 있다. 가입 응답 신호에는 가입 가부 정보가 포함될 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 수신기의 가입 가부가 결정될 수 있다. The wireless power receiver may subscribe to a wireless power network controlled by a wireless power transmitter to receive wireless power (S309). For example, the wireless power receiver may send a join request signal to a wireless power transmitter to receive wireless power. In addition, the wireless power receiver may receive a subscription response signal from a wireless power transmitter to receive wireless power. The subscription response signal may include subscription availability information, and thus the subscription availability of the wireless power receiver may be determined.
무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기는 대기 상태에 돌입할 수 있다(S311). 대기 상태에서, 무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로 명령 신호를 송신한다. 무선 전력 송신기는 수신된 명령 신호에 대응하여 보고 신호 또는 Ack 신호를 송신한다. 한편, 명령 신호 중 충전 개시 명령이 포함된 경우에, 무선 전력 수신기는 충전을 개시할 수 있다(S313).The wireless power transmitter and the wireless power receiver to receive the wireless power may enter the standby state (S311). In the standby state, the wireless power transmitter to receive the wireless power transmits a command signal to the wireless power receiver. The wireless power transmitter transmits a report signal or an Ack signal in response to the received command signal. On the other hand, when the charging start command is included in the command signal, the wireless power receiver can start charging (S313).
도 4는 본 발명과의 비교를 위한 제 1 비교 예의 무선 전력 수신기 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 4 is a conceptual diagram for explaining a wireless power receiver detection method according to a first comparative example for comparison with the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(1101)는 정해진 검출 주기(tdet_per) 마다 검출 전력(Pdet)(1110,1111)을 검출 유효 기간(tdet)동안 송출하는 검출 상태를 유지한다. 검출 전력 및 검출 유효 기간의 크기는 무선 전력 송신기(1101)가 전력 송신부, 즉 공진기의 로드 값의 변화를 감지하여, 유효 범위 내에 무선 충전을 위한 후보 장치가 존재하는지를 검출할 수 있는데 필요한 최소 전력량 및 시간에 따라 결정된다. 다시 말해, 후보 장치 즉, 금속 물체의 감지는 공진기의 로드(load)의 변화만을 감지하면 되므로, 공진기의 로드(load)값을 감지할 수 있을 크기를 가지는 작은 전압의 사인 웨이브(sin wave)를, 공진기의 로드(load)값을 감지하는데 필요한 짧은 시간 동안 주기적으로 발생 시켜서 검출 상태에서의 소모 전력을 최소화한다. 그리고 검출 상태는 검출 유효 기간 동안 새로운 장치가 검출될 때까지 유지된다. As shown in Fig. 4, the
예를 들어, 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기(1101) 상에 배치되면, 무선 전력 송신기(1101)는 로드 변경을 검출할 수 있으며, 이에 따라 물체가 자신의 주변에 배치된 것을 확인할 수 있다. 도 4에서는 무선 전력 송신기(1101)가 로드 변경 검출에 기초하여 물체를 검출하는 것과 같이 도시되었지만, 이는 단순히 예시적인 것으로 무선 전력 송신기(1101)는 전압, 전류, 온도, 위상 등 다양한 판단 기준의 변경 검출에 기초하여 물체를 검출할 수 있다. For example, when a wireless power receiver is placed on a
무선 전력 송신기(1101)는 정해진 검출 주기(tdet_per) 마다 검출 전력(Pdet)(1110,1111)을 검출 유효 기간(tdet)동안 송출하는 검출 상태를 유지한다. 한편, 무선 전력 수신기(1102)가 무선 전력 송신기(1101)의 근린에 배치되며, 무선 전력 송신기(1101)는 이에 대응하는 로드 변경을 검출한 상황을 검출 전력(1111) 송출 기간에 파악할 수 있다. The
무선 전력 송신기(1101)는 검출 유효 기간 내에 장치가 검출되면, 구동 전력(Preg)(1114)을 송출한다. 여기에서 구동 전력(1114)은 무선 전력 수신기(1102)의 제어부 또는 MCU를 구동시킬 수 있는 전력일 수 있다. 무선 전력 수신기(1102)는 Search 신호(1112)를 송신할 수 있으며, 무선 전력 송신기(1101)는 이에 대응하여 Response serach 신호(1113)를 송신할 수 있다.The
상술한 바와 같이, 제 1 비교 예에서의 무선 전력 송신기는 주기적으로 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 검출 전력을 인가할 수 있다. 하지만, 무선 전력 수신기가 상대적으로 소모전력이 작은 경우에는, 무선 전력 송신기(1101)는 무선 전력 수신기를 검출할 수 없을 수도 있다. 무선 전력 수신기가 상대적으로 소모전력이 작으면, 로드 변경 값이 미미할 수 있다. 무선 전력 송신기(1101)는 상술한 바와 같이 로드 변경 값이 미미한 경우, 로드 변경 값을 노이즈(noise)와 구분하지 못할 수도 있다. 이러한 경우, 무선 전력 송신기(1101)는 무선 전력 수신기를 검출하지 못할 수 있다. As described above, the wireless power transmitter in the first comparative example can periodically apply detection power for detecting the wireless power receiver. However, if the wireless power receiver is relatively low in power consumption, the
한편, 도 5는 본 발명과의 비교를 위한 제 2 비교 예의 무선 전력 수신기 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 5 is a conceptual diagram for explaining a wireless power receiver detection method according to a second comparative example for comparison with the present invention.
무선 전력 송신기(1001)는 기설정된 주기마다 정해진 검출 주기(tbea_per) 마다 검출 전력(Pbea)(1041,1051)을 검출 유효 기간(tbea)동안 송출하는 검출 상태를 유지한다. 여기서, 검출 전력(Pbea)은 무선 전력 수신기를 구동할 수 있는 크기일 수 있다. 아울러, 유효 기간(tbea)은 무선 전력 수신기를 구동시키고 소정의 통신을 수행할 수 있는 시간일 수 있다. The
예를 들어, 무선 전력 수신기(1002)가 무선 전력 송신기(1001) 상에 배치되면(1003), 무선 전력 송신기(1001)는 로드 변경을 검출할 수 있으며, 이에 따라 물체가 자신의 주변에 배치된 것을 확인할 수 있다. 도 5에서는 무선 전력 송신기(1001)가 로드 변경 검출에 기초하여 물체를 검출하는 것과 같이 도시되었지만, 이는 단순히 예시적인 것으로 무선 전력 송신기(1001)는 전압, 전류, 온도, 위상 등 다양한 판단 기준의 변경 검출에 기초하여 물체를 검출할 수 있다. For example, when a
무선 전력 송신기(1001)는 정해진 검출 주기(tbea_per) 마다 검출 전력(Pbea)(1041,1051,1061)을 검출 유효 기간(tbea)동안 송출하는 검출 상태를 유지한다. 한편, 무선 전력 수신기(1002)가 무선 전력 송신기(1001)의 근린에 배치되며, 무선 전력 송신기(1001)는 이에 대응하는 로드 변경을 검출한 상황을 검출 전력(1061) 송출 기간에 파악할 수 있다. The
무선 전력 송신기(1101)는 검출 유효 기간 내에 장치가 검출되면, 검출 전력(1061)의 인가를 유지한다. The
상술한 바와 같이, 제 2 비교 예에서의 무선 전력 송신기(1001)는 주기적으로 무선 전력 수신기(1002)를 검출하기 위한 검출 전력을 인가할 수 있다. 하지만, 무선 전력 송신기(1001)는 무선 전력 수신기(1002)를 구동시킬 수 있는 전력을 무선 전력 수신기(1002)가 구동되어 통신을 수행할 수 있는 시간 동안 송출함으로써, 전력의 낭비가 증대되는 문제점이 발생한다. As described above, the
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기 검출 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 6 is a conceptual diagram for explaining a wireless power receiver detection method according to an embodiment of the present invention.
무선 전력 송신기(600)는 기설정된 주기(Beacon cycle) 동안 이종의 검출 전력을 인가할 수 있다. 여기에서, 기설정된 주기(Beacon cycle)은 제 1 기간 및 제 2 기간으로 구성될 수 있다. 무선 전력 송신기(600)는 제 1 기간 동안 제 1 검출 전력(601)을 인가하고, 제 2 기간 동안에는 적어도 하나의 제 2 검출 전력들(602 내지 610)을 인가한다. 무선 전력 송신기(600)는 제 1 검출 전력(601)을 L ms 동안 인가한다. The
여기서, 제 1 검출 전력(601)은 무선 전력 수신기를 구동할 수 있는 크기일 수 있다. 아울러, 제 1 검출 전력(601)의 지속 기간(L ms)는 무선 전력 수신기를 구동시키고 소정의 통신을 수행할 수 있는 시간일 수 있다. 제 2 검출 전력들(602 내지 610)은 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 최소 전력량을 가질 수 있다. 각각의 제 2 검출 전력은 N ms의 지속 기간을 가진다. 아울러, 각각의 제 2 검출 전력들 사이에는 K ms의 시간 간격이 있을 수 있다. Here, the first detected
기설정된 주기(Beacon cycle)가 도과하면, 무선 전력 송신기(600)는 다시 제 1 검출 전력(611)을 인가한다. 또한, 무선 전력 송신기(600)는 제 2 검출 전력들(612 내지 615)을 인가한다. When the beacon cycle is exceeded, the
한편, 무선 전력 수신기(650)는 제 2 검출 전력(614) 및 제 2 검출 전력(615)의 인가 시기 사이에 무선 전력 송신기(600) 상에 배치된 것을 상정한다. 무선 전력 수신기(650)가 상대적으로 소모전력이 큰 경우, 무선 전력 송신기(600)는 제 2 검출 전력(615)의 인가 시기 동안 로드 변경을 검출할 수 있다. 무선 전력 송신기(600)는 로드 변경을 통하여 무선 전력 수신기(650)를 검출할 수 있다. On the other hand, the
무선 전력 송신기(600)는, 무선 전력 수신기(650)가 존재하는 것으로 판단하면, 구동 전력(616)을 인가한다. 구동 전력(616)은 무선 전력 수신기(650)의 제어부 또는 MCU를 구동하는데 요구되는 전력일 수 있다. The
무선 전력 수신기(650)는 구동 전력(616)을 수신한다. 무선 전력 수신기(650)는 수신된 구동 전력(616)에 기초하여 무선 전력 송신기 검색 신호(이하, search 신호)를 생성하여 송신한다(S621).The
search 신호는 무선 전력을 수신할 무선 전력 송신기를 검색하기 위한 신호일 수 있으며, 예를 들어 표 4와 같은 데이터 구조를 가진다. The search signal may be a signal for searching for a wireless power transmitter to receive wireless power and has a data structure as shown in Table 4, for example.
표 4에서의 frame type은 신호의 타입을 지시하는 필드로, 표 4에서는 해당 신호가 Search 신호임을 지시한다. protocol version 필드는, 통신 방식의 프로토콜의 종류를 지시하는 필드로, 예를 들어 4bit가 할당될 수 있다. sequence number 필드는, 해당 신호의 순차적인 순서를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. sequence number는, 예를 들어 신호의 송수신 단계에 대응하여 1씩 증가될 수 있다. 즉, 표 1의 Notice 신호의 sequence number가 1이라면, 표 5의 Search 신호의 sequence number는 2일 수 있다. Company ID 필드는, 무선 전력 수신기의 제조사 정보를 지시하는 필드로, 예를 들어 1 Byte가 할당될 수 있다. Product ID 필드는, 무선 전력 수신기의 제품 정보를 지시하는 필드로, 예를 들어 무선 전력 수신기의 시리얼 넘버 정보가 기재될 수 있다. Product ID 필드에는, 예를 들어 4 Byte가 할당될 수 있다. Impedence 필드는, 무선 전력 수신기의 임피던스 정보를 지시하는 필드로, 예를 들어 4 bit가 할당될 수 있다. Impedence 필드에는, 수신 공진기의 임피던스 정보가 기재될 수 있다. category 필드는, 무선 전력 수신기의 정격 전력 정보 또는 크기 정보를 지시하는 필드로, 예를 들어 4 bit가 할당될 수 있다. power consumption 필드는, 무선 전력 수신기가 파악하는 손실 전력 정보를 지시하는 필드로, 예를 들어 4bit가 할당될 수 있다. power consumption 필드에는, 수신 공진기에서의 손실 전력(PRX-COIL), 송신 공진기-수신 공진기의 상호 인덕턴스에 의한 손실 전력(PINDUCTION), 무선 전력 수신기의 정류부에서의 손실 전력(PREC) 각각 또는 합계가 기재될 수 있다. 아울러, 추가적으로 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버 터의 전단의 전압(Vin) 및 전류(Iin) 정보가 기재될 수도 있다. In Table 4, the frame type indicates a signal type. In Table 4, it indicates that the corresponding signal is a search signal. The protocol version field is a field for indicating the type of protocol of the communication method, for example, 4 bits can be allocated. The sequence number field is a field for indicating a sequential order of the corresponding signal, for example, 1 byte. The sequence number may be incremented by one, for example, in response to a signal transmission / reception step. That is, if the sequence number of the Notice signal in Table 1 is 1, the sequence number of the Search signal in Table 5 may be 2. The Company ID field indicates a manufacturer information of the wireless power receiver, and may be assigned, for example, 1 Byte. The Product ID field is a field for indicating the product information of the wireless power receiver, for example, the serial number information of the wireless power receiver may be described. For example, 4 bytes can be assigned to the Product ID field. The Impedence field is a field for indicating impedance information of the wireless power receiver, for example, 4 bits may be allocated. In the Impedence field, the impedance information of the reception resonator may be written. The category field is a field for indicating the rated power information or size information of the wireless power receiver, for example, 4 bits may be allocated. The power consumption field is a field for indicating lost power information to be recognized by the wireless power receiver, for example, 4 bits may be allocated. In the power consumption field, the loss power (PRX-COIL) at the reception resonator, the loss power (PINDUCTION) due to the mutual inductance of the transmission resonator-reception resonator, and the loss power (PREC) . In addition, voltage (Vin) and current (Iin) information at the previous stage of the DC / DC converter of the wireless power receiver may be described.
무선 전력 송신기는 입력된 search 신호에 기초하여 무선 전력 수신기 각각의 관련 정보를 관리할 수 있다. 표 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 장치 제어 테이블이다. The wireless power transmitter may manage related information of each of the wireless power receivers based on the input search signal. Table 5 is a device control table according to an embodiment of the present invention.
표 5와 같이, 장치 제어 테이블은, 무선 전력 수신기 각각의 세션 ID, 제조사 ID, 제품 ID, 로드 특성, 전류 특성, 전압 특성, 효율 특성, 현재 상태, 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버터 전단에서의 전압, 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버터 후단에서의 전압 및 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버터 후단에서의 전압의 정보 등을 관리할 수 있다. 여기에서, 현재 상태는 무선 전력 수신기가 충전이 완료되어 대기 상태에 있는지, 충전 전력 불충분으로 인하여 대기 상태에 있는지, CV(constant voltage) 모드로 충전 중인지, CC(constant current) 모드로 충전 중인지 여부 등에 대한 것일 수 있다. As shown in Table 5, the device control table stores the session ID, the manufacturer ID, the product ID, the load characteristics, the current characteristics, the voltage characteristics, the efficiency characteristics, the current status, The voltage at the rear end of the DC / DC converter of the wireless power receiver, and the information of the voltage at the rear end of the DC / DC converter of the wireless power receiver. Here, the present state indicates whether the wireless power receiver is in a standby state after completion of charging, in a standby state due to an insufficient charging power, in a charging mode in a CV (constant voltage) mode, in a charging mode in a constant current mode It may be about.
한편, 무선 전력 송신기는 search 신호에 응답하여, 무선 전력 송신기 검색 응답 신호(이하, response search 신호)를 무선 전력 수신기로 송신한다(S622). 무선 전력 송신기 검색 응답 신호는 하기의 표 6의 데이터 구조를 가질 수 있다.Meanwhile, in response to the search signal, the wireless power transmitter transmits a wireless power transmitter search response signal (hereinafter referred to as a response search signal) to the wireless power receiver (S622). The wireless power transmitter search response signal may have the data structure of Table 6 below.
표 6에서의 frame type은 신호의 타입을 지시하는 필드로, 표 6에서는 해당 신호가 Response search 신호임을 지시한다. Reserved 필드는, 향후의 이용을 위하여 예약된 필드로 예를 들어 4 bit가 할당될 수 있다. sequence number 필드는, 해당 신호의 순차적인 순서를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. sequence number는, 예를 들어 신호의 송수신 단계에 대응하여 1씩 증가될 수 있다. network ID 필드는, 무선 전력 송신기의 네트워크 식별자(network ID)를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. The frame type in Table 6 indicates a signal type, and in Table 6, it indicates that the corresponding signal is a response search signal. The Reserved field is reserved for future use and may be assigned, for example, 4 bits. The sequence number field is a field for indicating a sequential order of the corresponding signal, for example, 1 byte. The sequence number may be incremented by one, for example, in response to a signal transmission / reception step. The network ID field indicates a network ID of the wireless power transmitter, for example, 1 byte.
무선 전력 수신기는 무선 전력 송신기로 무선 전력 송수신 네트워크로의 가입을 요청하는 가입 요청 신호(이하, Request join 신호)를 송신한다(S624). 상술한 Request join 신호는 각각 표 7의 데이터 구조를 가진다. The wireless power receiver transmits a subscription request signal (hereinafter referred to as a request join signal) requesting subscription to the wireless power transmission / reception network with the wireless power transmitter (S624). The above-described request join signal has the data structure of Table 7, respectively.
표 7에서의 frame type은 신호의 타입을 지시하는 필드로, 표 7에서는 해당 신호가 Request join 신호임을 지시한다. Reserved 필드는, 향후의 이용을 위하여 예약된 필드로 예를 들어 4 bit가 할당될 수 있다. sequence number 필드는, 해당 신호의 순차적인 순서를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. sequence number는, 예를 들어 신호의 송수신 단계에 대응하여 1씩 증가될 수 있다. network ID 필드는, 무선 전력 송신기의 네트워크 식별자(network ID)를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. Product ID 필드는, 무선 전력 수신기의 제품 정보를 지시하는 필드로, 예를 들어 무선 전력 수신기의 시리얼 넘버 정보가 기재될 수 있다. Input Voltage MIN 필드는, 무선 전력 수신기의 dc/dc 컨버터(미도시)의 전단에 인가되는 전압 최솟값을 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 인가될 수 있다. Input Voltage MAX 필드는, 무선 전력 수신기의 dc/dc 컨버터(미도시)의 전단에 인가되는 전압 최댓값을 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 인가될 수 있다. Typical Output Voltage 필드는, 무선 전력 수신기의 dc/dc 컨버터(미도시)의 후단에 인가되는 정격 전압 값을 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 인가될 수 있다. Typical Output Current 필드는, 무선 전력 수신기의 dc/dc 컨버터(미도시)의 후단에 도통되는 정격 전류 값을 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 인가될 수 있다. Impedence 필드는, 무선 전력 수신기의 임피던스 정보를 지시하는 필드로, 예를 들어 4 bit가 할당될 수 있다. Impedence 필드에는, 수신 공진기의 임피던스 정보가 기재될 수 있다. power consumption 필드에는, 수신 공진기에서의 손실 전력(PRX - COIL), 송신 공진기-수신 공진기의 상호 인덕턴스에 의한 손실 전력(PINDUCTION), 무선 전력 수신기의 정류부에서의 손실 전력(PREC) 각각 또는 합계가 기재될 수 있다. 아울러, 추가적으로 무선 전력 수신기의 DC/DC 컨버 터의 전단의 전압(Vin) 및 전류(Iin) 정보가 기재될 수도 있다. The frame type in Table 7 indicates a signal type, and in Table 7 it indicates that the corresponding signal is a request join signal. The Reserved field is reserved for future use and may be assigned, for example, 4 bits. The sequence number field is a field for indicating a sequential order of the corresponding signal, for example, 1 byte. The sequence number may be incremented by one, for example, in response to a signal transmission / reception step. The network ID field indicates a network ID of the wireless power transmitter, for example, 1 byte. The Product ID field is a field for indicating the product information of the wireless power receiver, for example, the serial number information of the wireless power receiver may be described. The Input Voltage MIN field indicates a minimum value of a voltage applied to the front end of a dc / dc converter (not shown) of the wireless power receiver. For example, 1 byte may be applied. The Input Voltage MAX field indicates a maximum voltage value applied to the front end of a dc / dc converter (not shown) of the wireless power receiver, for example, 1 byte. The Typical Output Voltage field indicates a rated voltage value applied to the rear end of a dc / dc converter (not shown) of the wireless power receiver. For example, 1 byte may be applied. The Typical Output Current field indicates a rated current value that is conducted to the rear end of a dc / dc converter (not shown) of the wireless power receiver. For example, 1 byte may be applied. The Impedence field is a field for indicating impedance information of the wireless power receiver, for example, 4 bits may be allocated. In the Impedence field, the impedance information of the reception resonator may be written. In the power consumption field, the loss power (P RX - COIL ) at the reception resonator, the loss power (P INDUCTION ) due to the mutual inductance of the transmission resonator-reception resonator, the loss power (P REC ) A sum may be written. In addition, voltage (Vin) and current (Iin) information at the previous stage of the DC / DC converter of the wireless power receiver may be described.
무선 전력 송신기는 수신한 Request join 신호에 기초하여 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시킬지 여부를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기는 표 4와 같은 장치 제어 테이블에 기초하여 무선 전력 네트워크로의 무선 전력 수신기의 가입 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기가 공급할 수 있는 전력량보다 무선 전력 수신기가 더 큰 전력량을 요구하는 경우에는 무선 전력 수신기의 가입을 불허할 수 있다. The wireless power transmitter may determine whether to join the wireless power receiver to the wireless power network based on the received request join signal. The wireless power transmitter can determine whether to join the wireless power receiver to the wireless power network based on the device control table as shown in Table 4. [ For example, if the wireless power receiver requires a larger amount of power than the amount of power that the wireless power transmitter can supply, it may be disallowed to join the wireless power receiver.
무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시키기로 결정한 경우에는, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기에 세션 ID를 할당할 수 있다. 무선 전력 송신기는 세션 ID 또는 가입 가부 정보를 포함하는 가입 응답 신호(이하, Response join 신호)를 생성할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 생성된 Response join 신호를 무선 전력 수신기에 송신한다(S625).If the wireless power transmitter has decided to subscribe the wireless power receiver to the wireless power network, the wireless power transmitter may assign a session ID to the wireless power receiver. The wireless power transmitter may generate a subscription response signal (hereinafter referred to as a response join signal) including a session ID or subscription availability information. In addition, the wireless power transmitter transmits the generated response join signal to the wireless power receiver (S625).
한편, Response join 신호는 표 8과 같은 데이터 구조를 가진다. On the other hand, the response join signal has the data structure as shown in Table 8.
표 8에서의 frame type은 신호의 타입을 지시하는 필드로, 표 8에서는 해당 신호가 Response join 신호임을 지시한다. Reserved 필드는, 향후의 이용을 위하여 예약된 필드로 예를 들어 4 bit가 할당될 수 있다. sequence number 필드는, 해당 신호의 순차적인 순서를 지시하는 필드로, 예를 들어 1 Byte가 할당될 수 있다. sequence number는, 예를 들어 신호의 송수신 단계에 대응하여 1씩 증가될 수 있다. network ID 필드는, 무선 전력 송신기의 네트워크 식별자(network ID)를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. Permission 필드는, 무선 전력 수신기의 무선 전력 네트워크로의 가입 가부를 지시하는 필드로, 예를 들어 4 bit가 할당될 수 있다. 예를 들어, Permission 필드가 1을 지시하는 경우에는 무선 전력 수신기의 가입을 허가하는 것이며, Permission 필드가 0을 지시하는 경우에는 무선 전력 수신기의 가입을 불허하는 것일 수 있다. Session ID는 무선 전력 송신기가 무선 전력 네트워크의 제어를 위하여 무선 전력 수신기에 부가하는 session ID를 지시하는 필드일 수 있다. Session ID 필드에는 예를 들어 4 bit가 부가될 수 있다. The frame type in Table 8 indicates a signal type, and in Table 8, it indicates that the corresponding signal is a response join signal. The Reserved field is reserved for future use and may be assigned, for example, 4 bits. The sequence number field is a field for indicating a sequential order of the corresponding signal, and may be assigned, for example, 1 Byte. The sequence number may be incremented by one, for example, in response to a signal transmission / reception step. The network ID field indicates a network ID of the wireless power transmitter, for example, 1 byte. The Permission field is a field for indicating whether or not the wireless power receiver can subscribe to the wireless power network, for example, 4 bits may be allocated. For example, if the Permission field indicates 1, it allows the subscription of the wireless power receiver, and if the Permission field indicates 0, it may be to disallow the subscription of the wireless power receiver. The Session ID may be a field indicating the session ID that the wireless power transmitter adds to the wireless power receiver for control of the wireless power network. For example, 4 bits may be appended to the Session ID field.
무선 전력 수신기(650)는 Response 신호에 대응하여 Ack 신호를 송신한다(S626).The
도 7은 무선 전력 수신기가 상대적으로 소모전력이 작은 경우에 대한 개념도이다. 무선 전력 수신기(660)는 무선 전력 송신기(600) 상에 제 2 검출 전력(613)이 인가되는 기간 동안에 배치되는 것으로 상정한다. 무선 전력 송신기(600)는 제 2 검출 전력(613)으로 로드 변경을 검출할 수 없다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 수신기(660)를 검출하지 못한다. 무선 전력 송신기(600)는 새로운 주기에 제 1 검출 전력(640)을 인가한다. 무선 전력 송신기(600)는 제 1 검출 전력(640)을 통하여 로드 변경을 검출한다. 무선 전력 송신기(600)는 로드 변경에 기초하여 무선 전력 수신기(660)를 검출한다. 무선 전력 송신기(600)는 무선 전력 수신기(600)가 존재하는 것으로 판단되면, 제 1 검출 전력(640)의 인가를 유지한다. 무선 전력 수신기(660)는 제 1 검출 전력(640)을 수신한다. 무선 전력 수신기(660)는 제 1 검출 전력(640)에 기초하여 Search 신호를 송신한다(S651). 무선 전력 송신기(600)는 Search 신호에 대응하여, Response search 신호를 송신한다(S652). 무선 전력 수신기(660)는 request join 신호를 송신하고(S654), 무선 전력 송신기(600)는 response join 신호를 송신한다(S655). 무선 전력 수신기(660)는 Ack 신호를 송신한다(S656).7 is a conceptual diagram for a case where the wireless power receiver is relatively low in power consumption. The
도 8a는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법에 대한 흐름도이다.8A is a flowchart illustrating a method of controlling a wireless power transmitter according to another embodiment of the present invention.
무선 전력 송신기가 구동되고(S801), 무선 전력 송신기는 초기 상태로 리셋(reset)될 수 있다(S803). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 표 5와 같은 장치 제어 테이블을 초기화할 수 있으며, 인가되는 전력을 초기화할 수 있다. The wireless power transmitter is driven (S801) and the wireless power transmitter can be reset to the initial state (S803). For example, the wireless power transmitter can initialize the device control table as shown in Table 5 and initialize the applied power.
무선 전력 송신기는 전력 절약 구간에 돌입할 수 있다(S805). 여기에서, 전력 절약 구간은, 무선 전력 송신기가 도 7과 같은 이종 검출 전력을 인가하는 구간일 수 있다. The wireless power transmitter may enter the power saving period (S805). Here, the power saving period may be a period in which the wireless power transmitter applies the heterogeneous detection power as shown in FIG.
무선 전력 송신기는 전력 절약 구간에서, 예를 들어 로드 변경을 검출하여 무선 전력 송신기 상에 물체가 배치되는지 여부를 판단할 수 있다(S807). 한편, 무선 전력 송신기가 물체를 검출하지 못하면(S807-N), 무선 전력 송신기는 전력 미출력 구간으로 돌입할 수 있다(S809). 여기에서, 전력 미출력 구간은, 무선 전력 송신기가 무선 전력 송신기 자체 구동에 이용되는 전력을 제외한 추가 전력, 예를 들어 이종 검출 전력을 인가하지 않는 구간일 수 있다. The wireless power transmitter may, for example, detect a load change and determine whether an object is located on the wireless power transmitter in a power saving period (S807). On the other hand, if the wireless power transmitter does not detect an object (S807-N), the wireless power transmitter may enter the power non-output period (S809). Here, the power non-output period may be a period during which the wireless power transmitter does not apply additional power, for example, the heterogeneous detection power, excluding the power used for driving the wireless power transmitter itself.
전력 미출력 구간에서, 무선 전력 송신기는 물체가 배치되는지의 여부를 로드 변경이 아닌 예를 들어 무게 측정과 같은 센싱 수단을 통하여 센싱할 수 있다(S811). 이에 따라, 전력 절약 구간에서 인가되는 이종 검출 전력이 인가되지 않음에 따라서 전력 낭비가 해소될 수 있다. In the power non-output period, the wireless power transmitter can sense whether an object is disposed through sensing means such as for example weight measurement instead of changing the load (S811). Accordingly, power dissipation can be eliminated as the dissimilar detection power applied in the power saving period is not applied.
무선 전력 송신기가 물체를 센싱하지 못하면(S811-N), 무선 전력 송신기는 전력 미출력 구간(S809)을 유지할 수 있다. 한편, 물체가 센싱되면(S811-Y), 무선 전력 송신기는 전력 절약 구간(S805)에 돌입하여 이종 검출 전력을 인가할 수 있다. If the wireless power transmitter does not sense the object (S811-N), the wireless power transmitter can maintain the power non-output period S809. On the other hand, when the object is sensed (S811-Y), the wireless power transmitter can enter the power saving period (S805) and apply the heterogeneous detection power.
이종 검출 전력에 의하여 물체가 검출되면(S807-Y), 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신를 구동시킬 수 있는 구동 전력을 인가할 수 있다(S813). 더욱 상세하게는, 도 6에서의 제 1 검출 전력의 인가 중에서 물체가 검출되면, 무선 전력 송신기는 제 1 검출 전력의 인가를 유지할 수 있다. 또는 도 6에서의 제 2 검출 전력의 인가 중에서 물체가 검출되면, 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력의 전력량을 증가시켜 무선 전력 수신기를 구동시킬 수 있는 구동 전력을 인가할 수 있다. If an object is detected by the heterogeneous detection power (S807-Y), the wireless power transmitter can apply the driving power capable of driving the wireless power reception (S813). More specifically, when an object is detected during the application of the first detection power in Fig. 6, the wireless power transmitter can maintain the application of the first detection power. Or if an object is detected during the application of the second detected power in Fig. 6, the wireless power transmitter may increase the amount of power of the second detected power to apply the driving power capable of driving the wireless power receiver.
무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로부터 표 4와 같은 구조의 Search 신호를 수신할 수 있다(S815). 신호가 수신되지 않으면(S817-N), 무선 전력 송신기는 랫치 실패(latch fault) 단계로 돌입할 수 있다(S817). 여기에서, 랫치 실패 단계에서 무선 전력 송신기는 도 6 또는 도 7에서의 상대적으로 작은 전력량을 가지는 제 2 검출 전력을 인가한다. 아울러, 무선 전력 송신기는 물체 제거를 요구하는 경고 메시지를 출력할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 경고음 출력 및 경고램프 점멸 중 적어도 하나의 경고 메시지를 출력할 수 있다. 랫치 실패 단계에서, 무선 전력 송신기는 제 2 검출 전력에 의한 로드 변경에 의하여 물체가 제거된 지 여부를 판단할 수 있다.The wireless power transmitter may receive a search signal having the structure shown in Table 4 from the wireless power receiver (S815). If no signal is received (S817-N), the wireless power transmitter may enter a latch fault phase (S817). Here, in the latch failure phase, the wireless power transmitter applies a second detected power having a relatively small amount of power in Fig. 6 or Fig. In addition, the wireless power transmitter may output a warning message requesting removal of the object. For example, the wireless power transmitter may output at least one warning message of a warning sound output and a warning lamp flashing. In the latch failure phase, the wireless power transmitter can determine whether the object has been removed by the load change by the second detected power.
물체가 제거되지 않으면(S819-N), 무선 전력 송신기는 랫치 실패 단계(S817)를 유지하면서 경고 메시지를 출력할 수 있다. If the object is not removed (S819-N), the wireless power transmitter can output a warning message while maintaining the latch failure step (S817).
한편, 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기로부터 Search 신호를 수신한 이후 추가적으로 Request join 신호를 수신할 수 있으며, Request join 신호에 기초하여 무선 전력 수신기의 가입 가부를 결정할 수 있다(S821). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기가 요구하는 충전 전력의 전력량에 기초하여 가입 가부를 결정할 수 있다. Meanwhile, after the wireless power transmitter receives the search signal from the wireless power receiver, it can additionally receive the request join signal, and can determine whether to join the wireless power receiver based on the request join signal (S821). For example, the wireless power transmitter may determine whether to subscribe based on the amount of power in the charging power that the wireless power receiver requires.
무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기를 가입 불가로 판단하는 경우(S821-N), 해당 무선 전력 수신기를 가입 불가 무선 전력 수신기로 확인하여(S823), 랫치 실패 단계로 돌입한다(S817). 한편, 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기를 가입 허가로 판단하는 경우(S821-Y), 무선 전력 송신기는 충전 개시 여부를 판단한다(S825). 충전 개시로 판단되면(S825-Y), 무선 전력 송신기는 무선 전력 수신기로 충전 전력을 인가한다(S827). 충전 개시로 판단되지 않으면(S825-N), 무선 전력 송신기는 구동 전력을 인가한다(S813). 한편, 센싱부(214)가 물체를 센싱하고 이후 무선 전력 수신기로 구동 전력을 인가하고 응답 메시지를 수신하고, 다시 가입 가부에 대한 Response join 신호를 송신하는 시간은 100ms 이내일 수 있다. When the wireless power transmitter determines that the wireless power receiver can not be subscribed (S821-N), the wireless power receiver confirms the wireless power receiver with the unsubscribe wireless power receiver (S823) and enters the latch failure phase (S817). On the other hand, if the wireless power transmitter determines that the wireless power receiver is permitted to join (S821-Y), the wireless power transmitter determines whether to start charging (S825). If it is determined that charging is started (S825-Y), the wireless power transmitter applies charging power to the wireless power receiver (S827). If it is not determined that charging is started (S825-N), the wireless power transmitter applies drive power (S813). On the other hand, the
도 8b는 본 발명의 실시 예에 의한 센싱부 및 전력 송신부에 시간 대별로 인간되는 전력량을 설명하기 위한 그래프이다. 도 8b에서, 실선은 전력 송신부에 인가되는 전력량에 대한 그래프이며, 점선은 센싱부에 인가되는 전력량에 대한 그래프이다. FIG. 8B is a graph for explaining the amount of human energy in time by the sensing unit and the power transmitter according to the embodiment of the present invention. 8B, the solid line is a graph of the amount of power applied to the power transmission unit, and the dotted line is a graph of the amount of power applied to the sensing unit.
도 8b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기가 구동되면, 제 1 기간(831) 동안 전력 송신부에 검출 전력(830)이 인가될 수 있다. 검출 전력(830)은 상술한 바와 같은 이종 전력일 수 있다. 한편, 검출 전력(830)에 의하여 무선 전력 수신기가 검출되지 않으면, 무선 전력 송신기는 전력 송신부로의 전력 인가를 중단할 수 있다. 제 2 기간(832) 동안, 무선 전력 송신기는, 센싱부에 구동 전력을 인가할 수 있다. 이에 따라, 센싱부는 물체를 검출할 수 있다. 한편, 도 8b에서 센싱부는 인가되는 구동 전력에 의하여 지속적으로 물체를 검출하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것으로 센싱부는 주기적으로 물체를 센싱할 수도 있다. 센싱부는 물체를 검출할 수 있다. 제 3 기간(832) 동안, 센싱부로의 전력 인가는 중단될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 검출 전력을 인가하고, 인가된 검출 전력에 의하여 물체를 검출한다. 무선 전력 송신기는 구동 전력(850)을 인가할 수 있다. 8B, when the wireless power transmitter is driven, the detected
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It goes without saying that the example can be variously changed. Accordingly, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. * * * * * Recently Added Patents
Claims (40)
상기 무선 전력 송신기 상의 물체를 센싱하는 단계;
상기 물체가 센싱되면, 상기 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 상이한 전력량을 가지는 이종 검출 전력들을 인가하는 단계;
상기 무선 전력 수신기를 구동시키기 위한 구동 전력을 상기 무선 전력 수신기로 송신하고, 상기 무선 전력 수신기로부터 통신연결을 위한 신호를 수신하는 단계;
상기 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시킬지 판단하는 단계;
상기 무선 전력 수신기에게 통신연결을 위한 응답신호를 전송하는 단계; 및
상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하는 단계;를 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. A control method of a wireless power transmitter for transmitting a charging power to a wireless power receiver,
Sensing an object on the wireless power transmitter;
When the object is sensed, applying different detection powers having different amounts of power for detecting the wireless power receiver;
Transmitting driving power for driving the wireless power receiver to the wireless power receiver and receiving a signal for a communication connection from the wireless power receiver;
Determining whether to join the wireless power receiver to a wireless power network;
Transmitting a response signal for a communication connection to the wireless power receiver; And
And transmitting charging power to the wireless power receiver.
상기 무선 전력 송신기 상의 물체를 센싱하는 단계는,
상기 물체의 무게 센싱, 상기 물체에 대한 적외선 센싱, 상기 물체에 대한 가시광 센싱, 상기 물체에 대한 촬영 및 상기 물체에 대한 RF 센싱 중 적어도 하나에 의하여 상기 물체를 센싱하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. The method according to claim 1,
Wherein sensing the object on the wireless power transmitter comprises:
Wherein the sensing unit senses the object by at least one of weight sensing of the object, infrared sensing of the object, visible light sensing of the object, photographing of the object, and RF sensing of the object. Control method.
상기 이종 검출 전력들을 인가하는 단계는,
제 1 기간 동안 제 1 검출 전력을 인가하는 단계;
제 2 기간 동안, 상기 제 1 검출 전력과 상이한 전력량을 가지는 적어도 하나의 제 2 검출 전력을 인가하는 단계; 및
상기 제 1 또는 제 2 검출 전력이 인가되는 동안 기설정된 임계치를 초과하는 로드 변경이 검출되면, 상기 무선 전력 수신기가 존재하는 것으로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein applying the dissimilar detection powers comprises:
Applying a first detection power during a first period;
Applying, during a second period of time, at least one second detected power having an amount of power different from the first detected power; And
And determining that the wireless power receiver is present if a load change exceeding a predetermined threshold is detected during the application of the first or second detection power. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
상기 제 1 검출 전력은, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 전력량을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. The method of claim 3,
Wherein the first detected power has an amount of power capable of driving the wireless power receiver and performing communication.
상기 제 1 검출 전력은, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 시간만큼 지속하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. The method of claim 3,
Wherein the first detected power lasts for a period of time to drive the wireless power receiver and perform communication.
상기 제 2 검출 전력은, 상기 무선 전력 수신기에 의한 로드 변경을 검출할 수 있는 최소 전력 값을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. The method of claim 3,
Wherein the second detected power has a minimum power value capable of detecting a load change by the wireless power receiver.
상기 제 2 검출 전력은, 제 1 카테고리의 무선 전력 수신기에 의한 로드 변경을 검출할 수 있는 최소 전력 값을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. The method according to claim 6,
Wherein the second detected power has a minimum power value capable of detecting a load change by a wireless power receiver of the first category.
상기 제 2 검출 전력들을 기설정된 시간 간격으로 인가하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.The method of claim 3,
And the second detected powers are applied at predetermined time intervals.
상기 구동 전력을 상기 무선 전력 수신기로 송신하는 단계는,
상기 제 1 검출 전력이 인가되는 동안에 상기 무선 전력 수신기가 검출되면, 상기 제 1 검출 전력의 인가를 유지하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. The method of claim 3,
Wherein transmitting the driving power to the wireless power receiver comprises:
And maintains the application of the first detected power when the wireless power receiver is detected while the first detected power is being applied.
상기 구동 전력을 상기 무선 전력 수신기로 송신하는 단계는,
상기 제 2 검출 전력이 인가되는 동안에 상기 무선 전력 수신기가 검출되면, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 구동 전력을 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. The method of claim 3,
Wherein transmitting the driving power to the wireless power receiver comprises:
And when the wireless power receiver is detected while the second detection power is being applied, transmitting the driving power capable of driving the wireless power receiver and performing communication.
상기 제 1 검출 전력은 상대적으로 소모전력이 작은 무선 전력 수신기를 검출하는 전력량을 가지고, 상기 제 2 검출 전력 각각은 상대적으로 소모전력이 큰 무선 전력 수신기를 검출하는 전력량을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. The method of claim 3,
Wherein the first detected power has an amount of power detecting a wireless power receiver having a relatively low power consumption and each of the second detected powers has an amount of power detecting a wireless power receiver having a relatively high consumed power. A method of controlling a transmitter.
상기 제 1 검출 전력 및 상기 제 2 검출 전력 각각은 기설정된 시간 간격을 가지고 인가되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. 12. The method of claim 11,
Wherein the first detection power and the second detection power are respectively applied with a predetermined time interval.
상기 상대적으로 소모전력이 작은 무선 전력 수신기는 제 1 카테고리의 무선 전력 수신기인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. 12. The method of claim 11,
Wherein the wireless power receiver with a relatively low power consumption is a wireless power receiver of the first category.
상기 무선 전력 송신기가 제 1 클래스이면 상기 상대적으로 소모전력이 큰 무선 전력 수신기는 제 3 카테고리의 무선 전력 수신기이고, 상기 무선 전력 송신기가 제 2 클래스이면 상기 상대적으로 소모전력이 큰 무선 전력 수신기는 제 4 카테고리의 무선 전력 수신기이고, 상기 무선 전력 송신기가 제 3 클래스이면 상기 상대적으로 소모전력이 큰 무선 전력 수신기는 제 5 카테고리의 무선 전력 수신기인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. 12. The method of claim 11,
If the wireless power transmitter is a first class, the wireless power receiver with a relatively high power consumption is a third category wireless power receiver, and if the wireless power transmitter is a second class, Wherein if the wireless power transmitter is a fourth category wireless power receiver and the wireless power transmitter is a third class, the wireless power receiver with a relatively high power consumption is a fifth category wireless power receiver.
상기 구동 전력을 송신하는 단계는,
상기 제 1 검출 전력 또는 제 2 검출 전력이 인가되는 동안에 상기 무선 전력 수신기가 검출되면, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 구동 전력을 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. 12. The method of claim 11,
Wherein the step of transmitting the driving power comprises:
And when the radio power receiver is detected while the first detection power or the second detection power is being applied, it transmits drive power capable of driving the radio power receiver and performing communication .
상기 구동 전력의 전력량은 상기 제 1 검출 전력보다 작고, 상기 제 2 검출 전력보다 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. 16. The method of claim 15,
Wherein the power amount of the driving power is smaller than the first detection power and is larger than the second detection power.
상기 무선 전력 수신기에 충전 전력을 송신하는 공진부;
상기 무선 전력 송신기 상의 물체를 센싱하는 센싱부;
상기 물체가 센싱되면, 상기 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 상이한 전력량을 가지는 이종 검출 전력들을 인가하도록 상기 공진부를 제어하는 제어부;
상기 무선 전력 수신기를 구동시키기 위한 구동 전력을 상기 무선 전력 수신기로 송신하고, 상기 무선 전력 수신기로부터 통신연결을 위한 신호를 수신하는 통신부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시킬지 판단하고, 상기 무선 전력 수신기에게 통신연결을 위한 응답신호를 전송하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하도록 상기 공진부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. A wireless power transmitter for transmitting charging power to a wireless power receiver,
A resonance unit for transmitting a charging power to the wireless power receiver;
A sensing unit sensing an object on the wireless power transmitter;
A control unit for controlling the resonant unit to apply different detection powers having different amounts of power for detecting the wireless power receiver when the object is sensed;
And a communication unit for transmitting driving power for driving the wireless power receiver to the wireless power receiver and for receiving a signal for a communication connection from the wireless power receiver,
Wherein the control unit controls the communication unit to determine whether to join the wireless power receiver to the wireless power network and to transmit a response signal for a communication connection to the wireless power receiver, And a control unit for controlling the power of the wireless power transmitter.
상기 센싱부는, 상기 물체의 무게를 센싱하거나, 상기 물체에 대한 적외선 센싱을 수행하거나, 상기 물체에 대한 가시광 센싱을 수행하거나, 상기 물체를 촬영하거나, 상기 물체에 대한 RF 센싱을 수행하여 상기 물체를 센싱하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 18. The method of claim 17,
The sensing unit senses the weight of the object, performs infrared light sensing on the object, performs visible light sensing on the object, photographs the object, or performs RF sensing on the object, Sensing the received signal.
상기 제어부는, 제 1 기간 동안 제 1 검출 전력을 인가하고, 제 2 기간 동안 상기 제 1 검출 전력과 상이한 전력량을 가지는 적어도 하나의 제 2 검출 전력을 인가하고, 상기 제 1 또는 제 2 검출 전력이 인가되는 동안 기설정된 임계치를 초과하는 로드 변경이 검출되면, 상기 무선 전력 수신기가 존재하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.19. The method of claim 18,
The control unit applies at least one second detected power having a power amount different from the first detected power during a second period, and applies the first or second detected power during the first period, And determines that the wireless power receiver is present if a load change exceeding a predetermined threshold is detected while being applied.
상기 제 1 검출 전력은, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 전력량을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 20. The method of claim 19,
Wherein the first detected power has an amount of power capable of driving the wireless power receiver and performing communication.
상기 제 1 검출 전력은, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 시간만큼 지속하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 20. The method of claim 19,
Wherein the first detected power lasts for a time to drive the wireless power receiver and perform communication.
상기 제 2 검출 전력은, 상기 무선 전력 수신기에 의한 로드 변경을 검출할 수 있는 최소 전력 값을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 20. The method of claim 19,
Wherein the second detected power has a minimum power value capable of detecting a load change by the wireless power receiver.
상기 제 2 검출 전력은, 제 1 카테고리의 무선 전력 수신기에 의한 로드 변경을 검출할 수 있는 최소 전력 값을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 23. The method of claim 22,
Wherein the second detected power has a minimum power value capable of detecting a load change by a wireless power receiver of the first category.
상기 제어부는, 상기 제 2 검출 전력들을 기설정된 시간 간격으로 인가하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.20. The method of claim 19,
And the control unit applies the second detected powers at a predetermined time interval.
상기 제어부는, 상기 제 1 검출 전력이 인가되는 동안에 상기 무선 전력 수신기가 검출되면, 상기 제 1 검출 전력의 인가를 유지하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 20. The method of claim 19,
Wherein the control unit maintains the application of the first detection power when the radio power receiver is detected while the first detection power is being applied.
상기 제어부는, 상기 제 2 검출 전력이 인가되는 동안에 상기 무선 전력 수신기가 검출되면, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 구동 전력을 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 20. The method of claim 19,
And the control unit controls to transmit, when the wireless power receiver is detected while the second detection power is being applied, drive power capable of driving the wireless power receiver and performing communication.
상기 제 1 검출 전력은 상대적으로 소모전력이 작은 무선 전력 수신기를 검출하는 전력량을 가지고, 상기 제 2 검출 전력 각각은 상대적으로 소모전력이 큰 무선 전력 수신기를 검출하는 전력량을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 20. The method of claim 19,
Wherein the first detected power has an amount of power detecting a wireless power receiver having a relatively low power consumption and each of the second detected powers has an amount of power detecting a wireless power receiver having a relatively high consumed power. transmitter.
상기 제어부는, 상기 제 1 검출 전력 및 상기 제 2 검출 전력 각각을 기설정된 시간 간격을 가지고 인가하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 28. The method of claim 27,
Wherein the control unit applies the first detected power and the second detected power with a predetermined time interval.
상기 상대적으로 소모전력이 작은 무선 전력 수신기는 제 1 카테고리의 무선 전력 수신기인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 28. The method of claim 27,
Wherein the wireless power receiver with a relatively low power consumption is a wireless power receiver of the first category.
상기 무선 전력 송신기가 제 1 클래스이면 상기 상대적으로 소모전력이 큰 무선 전력 수신기는 제 3 카테고리의 무선 전력 수신기이고, 상기 무선 전력 송신기가 제 2 클래스이면 상기 상대적으로 소모전력이 큰 무선 전력 수신기는 제 4 카테고리의 무선 전력 수신기이고, 상기 무선 전력 송신기가 제 3 클래스이면 상기 상대적으로 소모전력이 큰 무선 전력 수신기는 제 5 카테고리의 무선 전력 수신기인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 28. The method of claim 27,
If the wireless power transmitter is a first class, the wireless power receiver with a relatively high power consumption is a third category wireless power receiver, and if the wireless power transmitter is a second class, Wherein the wireless power receiver is a fourth category of wireless power receivers, and the wireless power transmitter is a third class, the wireless power receiver having a relatively high power consumption is a wireless power receiver of the fifth category.
상기 제어부는, 상기 제 1 검출 전력 또는 제 2 검출 전력이 인가되는 동안에 상기 무선 전력 수신기가 검출되면, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 구동 전력을 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 28. The method of claim 27,
The control unit controls to transmit the driving power capable of driving the radio power receiver and performing communication when the radio power receiver is detected while the first detected power or the second detected power is applied Wireless power transmitter.
상기 구동 전력의 전력량은 상기 제 1 검출 전력보다 작고, 상기 제 2 검출 전력보다 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기. 32. The method of claim 31,
Wherein the power amount of the driving power is smaller than the first detection power and greater than the second detection power.
무선 전력 송신기를 구동하는 단계;
상기 무선 전력 수신기를 검출하기 위한 상이한 전력량을 가지는 제 1 검출 전력 및 제 2 검출 전력을 인가하는 전력 절약 구간으로 돌입하는 단계;
상기 제 1 검출 전력 및 제 2 검출 전력들에 의하여 무선 전력 수신기가 검출되지 않으면, 상기 제 1 검출 전력 및 제 2 검출 전력의 인가를 중단하며 상기 무선 전력 송신기 상의 물체를 센싱하는 전력 미출력 구간으로 돌입하는 단계; 및
상기 물체가 센싱되면, 상기 제 1 검출 전력 및 제 2 검출 전력을 다시 인가하는 단계;를 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.A control method of a wireless power transmitter for transmitting a charging power to a wireless power receiver,
Driving a wireless power transmitter;
Entering a power saving period to apply a first detected power and a second detected power having different amounts of power for detecting the wireless power receiver;
If the wireless power receiver is not detected by the first detected power and the second detected powers, stopping the application of the first detected power and the second detected power and rushing into a power non-outputting section for sensing an object on the wireless power transmitter ; And
And when the object is sensed, applying the first detected power and the second detected power again.
상기 제 1 검출 전력 및 제 2 검출 전력을 다시 인가하는 단계 이후에,
상기 무선 전력 수신기를 구동시키기 위한 구동 전력을 상기 무선 전력 수신기로 송신하고, 상기 무선 전력 수신기로부터 통신연결을 위한 신호를 수신하는 단계;
상기 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시킬지 판단하는 단계;
상기 무선 전력 수신기에게 통신연결을 위한 응답신호를 전송하는 단계; 및
상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.34. The method of claim 33,
After the step of reapplying the first detected power and the second detected power,
Transmitting driving power for driving the wireless power receiver to the wireless power receiver and receiving a signal for a communication connection from the wireless power receiver;
Determining whether to join the wireless power receiver to a wireless power network;
Transmitting a response signal for a communication connection to the wireless power receiver; And
And transmitting charging power to the wireless power receiver. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
상기 무선 전력 수신기로부터 통신연결을 위한 신호를 수신하는 단계는,
상기 통신연결을 위한 신호가 수신되지 않으면, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 전력량을 가지는 제 1 전력을 기설정된 주기로 인가하는 랫치 실패(latch falut) 단계로 돌입하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.35. The method of claim 34,
Wherein receiving a signal for a communication connection from the wireless power receiver comprises:
When the signal for the communication connection is not received, enters a latch falut step of applying a first power having a power amount capable of driving the wireless power receiver and performing communication at a predetermined period A method of controlling a wireless power transmitter.
상기 랫치 실패(latch falut) 단계로 돌입한 이후에, 상기 무선 전력 송신기 상의 물질이 제거될 때까지 경고 메시지를 발신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.36. The method of claim 35,
Sending a warning message until the material on the wireless power transmitter is removed after entering the latch falut step. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
상기 물질이 제거되면, 상기 전력 절약 구간으로 돌입하는 단계;를 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법. 37. The method of claim 36,
And entering the power saving period when the material is removed.
상기 무선 전력 수신기를 무선 전력 네트워크에 가입시키지 않는 것으로 판단하면, 상기 무선 전력 수신기를 구동시키고 통신을 수행할 수 있는 전력량을 가지는 제 1 전력을 기설정된 주기로 인가하는 랫치 실패(latch falut) 단계로 돌입하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.35. The method of claim 34,
If it is determined that the wireless power receiver does not subscribe to the wireless power network, enters a latch falut step of applying a first power having a power amount capable of driving the wireless power receiver and performing communication at a predetermined period And a control unit for controlling the power of the wireless power transmitter.
상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하는 단계는,
상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신할지 여부를 판단하고, 상기 무선 전력 수신기로 충전 전력을 송신하지 않는 것으로 판단하면, 상기 구동 전력을 인가하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.35. The method of claim 34,
Wherein the step of transmitting the charging power to the wireless power receiver comprises:
Determining whether to transmit the charging power to the wireless power receiver, and if the charging power is not transmitted to the wireless power receiver, applying the driving power to the wireless power receiver.
상기 무선 전력 송신기를 구동하는 단계 이후, 상기 전력 절약 구간에 돌입하기 이전에,
상기 무선 전력 송신기를 초기 상태로 리셋(reset)하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.34. The method of claim 33,
After driving the wireless power transmitter, before entering the power saving period,
And resetting the wireless power transmitter to an initial state. ≪ Desc / Clms Page number 21 >
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